+3 8(066) 185-39-18
fПредмет:
Тип роботи:
Автореферат
К-сть сторінок:
26
Мова:
Українська
ємнісного перетворювача і відрахунок висоти моделі над поверхнею. Модель встановлювалась на бажаній висоті над кюветою із досліджуваною речовиною, що імітує підстильну поверхню (вода, пісок, вологий грунт та інше.). Кювета мала розміри на порядок більше розмірів моделі. Обране співвідношення наближало умови експерименту до реального. Відрахунок висоти провадився за допомогою оптичного пристрою ПС-35. Розміщення всіх деталей і вузлів вертикального переміщення (“ліфта”) виконано так, що модель переміщається практично в геометричному центрі помешкання лабораторії в гранично можливому віддаленні від стін і металевих предметів. Всі сторонні, що не мають відношення до експерименту, предмети з помешкання лабораторії видалені. Досліджувалися дві моделі ММС-1 і ММС-2 (рис. 1.).
Для моделі ММС-1 (М1: 100) дослідження проводилися в діапазоні висот від 1 до 10 см над такими поверхнями: алюмінієвий лист, вода прошарком у 7 і 11 см, 1% -вий і 2% -вий розчини повареної солі, пісок сухий; пісок вологий. Як показав аналіз отриманих графіків характер зміни ємності від висоти нелінійний і неоднозначний. Мінімальні значення ємності знаходяться в районі значень висоти 4, 5…5, 5 см.
У патенті Великобританії № 989095, Capacitance altimeter, 1970, стверджується, що діапазон висот, що вимірюються, у ємнісного висотоміра з горизонтально розташованими плоскими електродами не перевищує дистанції між електродами. Дійсно, отримані результати відповідають приведеному твердженню Мабуть, ця обставина і послужила тому, що такі пристрої не одержали подальшого розвитку і застосування. Проте характер зміни ємності на висотах, що перевищують розмір ємнісного перетворювача залишився не досліджуваний. Вплив електричних властивостей підстильної поверхні, мабуть, невеликий. Розкид отриманих характеристик знаходиться в межах похибки вимірів. На моделі ММС-2 досліджувалися декілька варіантів форм і розміщення електродів. Графіки наведені на рис. 2. Характер зміни ємності на висотах 25…30 см має тенденцію до подальшого збільшення, і таким чином, діапазон висот, що вимірюються, мабуть, можна збільшити. Точка перегину кривої (6, 5…9 см) зберігає старе значення, тобто дійсно визначається розміром ємнісного перетворювача (дистанція між центрами плоских електродів моделі ММС-2 складає 8 см). З метою розширення діапазону висот, що вимірюються, шляхом виміру надмалих значень ємності був створено пристрій для виміру ємностей порядку 10-6 пф. (макет ємнісного висотоміра).
Схема електроємнісного висотоміра являє собою: трансформаторний міст, що складається з плечового трансформатору, конденсатора, що врівноважує, і ємності моделі, генератора живлення мосту, вхідного підсилювача, вимірювального підсилювача, синхронного детектора, індикатора (в експерименті використовувався вольтметр В3-13) і блока живлення, що забезпечує схеми генератора і підсилювачів.
Корпус вимірювального блока макета висотоміра виготовлений із суцільної силуминовой заготівлі розміром 160х300х100 мм, у якій вифрезеровані порожнини для плат генератора, підсилювачів, блока живлення й інших елементів схеми. Корпус, кришки й інші елементи конструкції (рис. 3.) виконані так, щоб забезпечити жорстку екраніровку елементів схеми. Лабораторні дослідження чутливості макету по ємності показали, що поріг чутливості складає 0, 62*10-6 пф при співвідношенні сигнал/шум рівному одиниці. Результати досліджень змін вихідного сигналу у функції висоти подані на рис. 4.
Як очевидно з аналізу отриманих даних розроблений вимірювач малих ємностей дозволив істотно розширити діапазон висот, що вимірюється. Максимально можливе значення висоти склало 60 см. Приведені графіки показують також, що характер підстильної поверхні незначно впливає на точність вимірів. Одержано досить непоганий збіг кривих, отриманих над різноманітними поверхнями. Такі поверхні як вода, сухий або вологий пісок, природні грунти мають повну провідність одного порядку, чим і пояснюється незначний розкид отриманих характеристик.
Для підтвердження отриманих характеристик ємнісного висотоміра і подальшого дослідження шляхів його удосконалювання проведені льотні дослідження. Для методичного і технічного забезпечення льотних досліджень розроблена методика їх проведення і виготовлені наземні і бортові технічні засоби оцінки параметрів макета ємнісного висотоміра
На розроблену конструкцію електродів і засіб їх кріплення на крилі отримано дозвіл керівника підприємства № А-3395 на встановлення електродів на літаку Ан-2. Розроблено спеціальну методику оцінки висоти польоту літака Ан-2 при проведенні льотних випробувань макету. Для фіксації відрахунків проводилося одночасне фотографування з двох базових точок на землі і фотоапаратом на борту літака (для фотографування показань індикатора).
Льотні випробування виявили таке: при зниженні від висоти настроювання на висоті 600 м було відзначено деяке зменшення показань індикатора, при зміні висоти від 150 м зменшення показань були відзначені явно, значення зазначених висот фіксувалося за показниками бортового радіовисотоміра РВ-УМ; при польотах на висотах 3, 4, 5 м показання індикатора і радіовисотоміра РВ-УМ співпадали; при польотах на висотах 4 м і 5 м над мокрою і сухою лукою, а також при перетинанні берегової лінії водойми з дуже положистим берегом змін показань висотоміра не відзначене; при польотах над лісосмугою (політ перпендикулярно лісосмузі, висота -12…15 м, висота дерев 6…8 м) відзначені короткочасні зміни показань убік зменшення.
Отримані результати дозволяють зробити такі висновки:
Вимірювач малих висот, побудований на ємнісному принципі дії, працездатний і може знайти широке застосування, результати перших льотних випробувань зняли сумнів про придатність ємнісного методу виміру малих висот польоту;
Діапазон висот, що вимірюються, може бути розширений у порівнянні з гаданим раніше до 150 м і більш (для літака Ан-2 з описаною вище системою електродів) ;
Характер підстильної поверхні практично не впливає на точність вимірів;
Характер показань висотоміра в процесі льотних випробувань збігається з результатами